砷胁迫对不同砷富集能力植物叶片抗氧化酶活性的影响

采用室内水培试验方法,研究了砷胁迫（0～50mgAs·L^-1）对砷超富集植物大叶井口边草（Pteris cretica vat．nervosa）和非砷超富集植物剑叶凤尾蕨（Pteris ensiformis）叶片的过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性以及丙二醛（MDA）含量和自由基0i·产生速率的影响,并研究了25mgAs·L^-处理下上述6种指标的时间动态。结果表明,随着砷浓度升高,除APX外,剑叶凤尾蕨叶片的CAT、POD和SOD活性受到很大抑制,而大叶井口边草叶片这3种酶的活性能够维持,特别是POD活性显著增加;大叶井口边草叶片的MDA含量降低,剑叶凤尾蕨则升高;剑叶凤尾蕨叶片中的O2^-·产生速率比大叶井口边草增加显著。从时间动态看,随处理时间的延长,大叶井口边草叶片中的CAT和APX活性先降低再升高,POD活性显著增加,SOD活性变化不显著;剑叶凤尾蕨叶片的POD和SOD活性显著降低,APX活性无显著变化,CAT活性则先降低后升高;两种供试植物叶片的MDA含量第6d时均出现明显下降,但大叶井口边草叶片中O2^-·的产生速率在第6d则显著增加,而后降至实验初始时的水平。总起来看,砷超富集植物大叶井口边草比非砷超富集植物剑叶凤尾蕨具有更强的抗氧化能力,并且POD在其抗氧化体系中起关键作用。     

湿地匍灯藓（Plagiomnium acutum）的防御机制对镉胁迫的响应

采用浸没培养实验研究不同浓度镉溶液（0、2、5、50mg·L-1）对湿地匍灯藓（Plagiomnium acutum）的膜系统、光合系统的损伤情况及其抗氧化酶系统的影响。结果表明：湿地匍灯藓外表伤害症状随Cd胁迫浓度增加而加重;湿地匍灯藓对Cd有较强的生物富集能力,且藓体Cd累积量与溶液Cd浓度显著正相关（P〈0.05）;湿地匍灯藓的总叶绿素含量随Cd浓度增加显著降低,其含量与可溶性蛋白含量显著正相关（P〈0.05）;Cd胁迫引起湿地匍灯藓的丙二醛（MDA）积累,同时伴随可溶性糖和游离脯氨酸含量显著增加,其中可溶性糖含量与MDA含量显著正相关（P〈0.05）;可溶性蛋白含量和过氧化氢酶（CAT）活性随Cd浓度增加均持续下降,而超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）的活性却随Cd浓度增加而呈现逐渐上升趋势,其中可溶性蛋白和CAT活性均与MDA含量显著负相关（P〈0.05）,SOD活性则与MDA含量显著正相关（P〈0.05）,POD活性与MDA含量极显著正相关（P〈0.01）。Cd胁迫抑制或降解光合作用相关酶类、细胞膜质过氧化和蛋白质代谢紊乱可能是湿地匍灯藓遭受Cd毒害的主要原因;湿地匍灯藓通过增加可溶性糖含量、SOD和POD活性来抵御Cd的毒害,但由于CAT活性丧失,使湿地匍灯藓的防御系统崩溃,最终导致了湿地匍灯藓细胞的凋亡。可溶性糖、SOD和POD可以作为湿地匍灯藓防御Cd毒害的指标。     

湿地匍灯藓（Plagiomnium acutum）对Pb胁迫的生物标志物响应

采用浸没培养实验研究了不同浓度Pb胁迫下湿地匍灯藓（Plagiomniumacutum）的总叶绿素、丙二醛、可溶性糖、游离脯氨酸含量以及抗氧化酶活性等生理生化生物标志物的变化,以探讨Pb胁迫下湿地匍灯藓的受损和耐受机理。结果表明,湿地匍灯藓外表伤害症状与Pb胁迫浓度存在明显的剂量-效应关系;低浓度（20mg·L-1）Pb胁迫可以显著地促进湿地匍灯藓的总叶绿素含量增加,而中、高浓度（50mg·L-1）Pb胁迫则导致总叶绿素含量显著降低。湿地匍灯藓对Pb具有较强的生物富集能力,且藓体Pb的累积量与环境Pb浓度呈显著正相关。湿地匍灯藓体内MDA和游离脯氨酸含量随Pb胁迫浓度的增加表现为显著升高。可溶性糖含量仅在高浓度Pb胁迫下显著升高。可溶性蛋白含量、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性均随Pb胁迫浓度的增加而显著下降,其中CAT活性的降幅最大,SOD活性随Pb胁迫浓度的增加逐渐显著增加。在高浓度Pb胁迫下,由于细胞膜脂过氧化和蛋白质变性失活所导致的膜保护体系损伤可能是湿地匍灯藓Pb中毒的主要原因,而渗透调节可能是其缓解Pb毒害的一种主要方式,SOD则在清除Pb胁迫产生的活性氧自由基过程中起重要作用。总叶绿素、丙二醛、游离脯氨酸、可溶性蛋白、CAT和SOD可以作为湿地匍灯藓受Pb胁迫的敏感生物标志物。     

甜菜碱对干旱胁迫下棉花幼苗生理特性的影响

以新疆广泛种植的棉花品种新陆早18号为试材,通过测定棉花幼苗体内脯氨酸、可溶性糖和丙二醛（MDA）的含量及抗氧化酶包括超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）的活性,研究叶面喷施不同浓度甜菜碱（Glycine betaine,GB）对干旱胁迫下棉花幼苗生理特性的影响。结果表明,干旱胁迫下,与对照相比,脯氨酸、可溶性糖、MDA含量及SOD和POD活性都显著提高,喷施甜菜碱后促进脯氨酸和可溶性糖含量进一步提高,酶活也显著升高,同时有效抑制了丙二醛含量的增加,CAT活性受干旱胁迫及甜菜碱的影响较小。研究表明喷施低浓度甜菜碱在一定程度上可以缓解干旱胁迫对棉花幼苗的伤害。     

铅胁迫对茶树生长及叶片生理指标的影响

通过盆栽试验,研究了不同土壤铅浓度对茶叶生长及叶片生理特性的影响。结果表明,随着土壤铅浓度的升高,夏茶叶绿素含量显著下降,并有失绿现象,茶树生长受到一定程度的抑制。春茶叶绿素含量呈上升趋势,夏茶叶绿素含量呈先增加后降低的趋势。当铅浓度为100mg·kg-1时,叶绿素含量达到最大值2.93mg·g-1;铅浓度为1500mg·kg-1时,叶绿素含量达到最小值2.28mg·g-1;随铅浓度增加,叶片中游离脯氨酸、丙二醛含量显著增加,两者与铅浓度呈显著正相关,春茶的相关系数分别为0.922（P〈0.01）和0.880（P〈0.01）,夏茶的相关系数为0.871（P〈0.05）和0.971（P〈0.01）,且夏茶中的游离脯氨酸、丙二醛含量大于春茶。铅对春茶、夏茶中可溶性糖的合成有一定的抑制作用,相关系数分别为-0.715（P〈0.01）和-0.912（P〈0.01）。在铅浓度为0～200mg·kg-1时,春茶可溶性糖有小幅度增加;在铅浓度为200mg·kg-1时,春茶、夏茶可溶性糖含量都同时达到最大值。     

干旱胁迫条件下加工番茄对喷施甜菜碱的生理响应

以新疆广泛种植的加工番茄屯河8号为材料,通过盆栽和田间试验,测定了加工番茄叶片中叶绿素、可溶性蛋白、脯氨酸、可溶性糖和丙二醛含量以及抗氧化酶 [超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）] 活性和加工番茄产量,研究了干旱胁迫下加工番茄对叶面喷施不同浓度甜菜碱的生理响应。结果表明,干旱胁迫下喷施低浓度甜菜碱对加工番茄抵御干旱有一定的作用。干旱胁迫下喷施甜菜碱后,有效抑制了叶绿素和可溶性蛋白含量的下降,协同增加脯氨酸和可溶性糖的含量,抗氧化酶活性也显著增强,膜脂过氧化程度减弱即丙二醛含量下降,田间试验各生理指标的含量变化与盆栽结果相类似,干旱胁迫下喷施甜菜碱促进了加工番茄产量的增加。     

不同光强下龙葵对镉的吸收积累及生理响应

采用土培方法探讨了不同光强（自然光和50%遮光）和镉（Cd）不同添加量（0、 25、 50、 75和100 mg/kg）复合处理下,龙葵对Cd的吸收累积特征,超氧化物歧化酶（SOD）、 过氧化物酶（POD）、 过氧化氢酶（CAT）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性以及叶绿素、 丙二醛（MDA）、 谷胱甘肽（GSH）和植物螯合肽（PCs）含量等的变化特征。结果表明, 自然光条件下龙葵叶绿素b、 叶绿素a+b以及地上和地下部Cd富集量均显著低于遮光处理; 叶和根的SOD、 POD、 CAT和APX活性在自然光条件下随土壤Cd添加量的增大先升后降,而在遮光处理下则持续升高; 除Cd 25 mg/kg处理时根POD及叶CAT活性在不同光强处理下没有显著差异外,其余Cd添加量处理下SOD、 POD、 CAT和APX活性在自然光条件下均显著高于遮光处理; 自然光条件下龙葵叶和根的MDA含量显著高于遮光处理,而叶和根的GSH含量和叶中PCs含量均显著低于遮光处理。研究结果表明,遮光环境促进了龙葵对Cd的富集,并且减轻了Cd对龙葵的氧化胁迫。     

甲基叔丁基醚和Cd复合作用对小麦幼苗生理指标的影响

以小麦为试验对象,通过水培试验研究不同浓度的MTBE(0,5,10,50,100,200,300,400,500mg/L)和Cd(5mg/L)复合作用对小麦幼苗叶绿素含量、可溶性蛋白、抗氧化酶系统活性、MDA和游离脯氨酸含量的影响。结果表明:叶绿素含量和可溶性蛋白的含量随着MTBE浓度升高出现先增高后降低的趋势;抗氧化酶系统(SOD、POD)和游离脯氨酸的趋势是一致的,在MTBE浓度为400,500mg/L时,SOD酶活性与对照相比降低了17%,18%,POD酶活性降低了26.8%,27.8%;在MTBE浓度为200,300,400,500mg/L时,MDA含量与对照相比有显著差异(P<0.05),分别降低了27.5%,30.6%,34.9%,36.7%;游离脯氨酸的含量在MTBE浓度为200mg/L时高于对照62.3%。     

籽粒苋富钾基因型的生理生化基础研究

通过不同供钾水平的溶液培养试验和缺钾土培试验,研究了籽粒苋富钾基因型的生理生化特性。结果表明,籽粒苋富钾基因型(R104、K12)叶绿素含量和光合速率,以及脯氨酸、游离氨基酸和可溶性糖含量高于一般基因型(M9)。籽粒苋叶片POD、SOD及ATP酶活性因器官、叶位、供钾水平和生育阶段不同而不同,富钾基因型3种酶活性高于一般基因型;叶片SOD酶和ATP酶活性显著高于根部,而POD、SOD酶活性下部叶明显低于上部叶。叶片POD、SOD及ATP酶活性随供钾水平的增加而提高,且随着生长期的延长而降低。     

Mn对超富集植物短毛蓼（Polygonum pubescens Blume）抗氧化机理的影响

采用水培的方法,研究了不同浓度Mn（0、0.5、1、2、4、8mmol·L-1）对新发现的Mn超富集植物短毛蓼（Polygonum pubescens Blume）生长、Mn吸收及Mn对其抗氧化酶和非酶系统的影响。结果表明,锰处理显著增加了（P〈0.05）短毛蓼根、茎、叶中Mn的含量,锰处理还引起了短毛蓼叶片中过氧化氢（H2O2）和丙二醛（MDA）的累积。当Mn处理浓度大于1mmol·L-1时,显著降低了短毛蓼的株高、株重（P〈0.05）;当Mn处理浓度为8mmol·L-1时,短毛蓼叶片中叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a＋b含量最低,与对照差异显著（P〈0.05）。Mn处理显著提高了短毛蓼叶片中超氧物歧化酶（SOD）活性（P〈0.05）,而过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）的活性呈先升后降趋势,表明Mn处理打破了短毛蓼活性氧物质的正常代谢,并启动了抗氧化酶系统。8mmol·L-1的Mn处理,显著提高了短毛蓼叶片中巯基（-SH）、还原型谷胱甘肽（GSH）的含量（P〈0.05）,比对照分别提高了10.6%和20%,表明-SH、GSH在短毛蓼缓解Mn毒害的过程中起着重要作用。     

间作条件下螯合剂对龙葵和大叶井口边草吸收重金属的影响

用室内土培试验方法,在采自田间的Pb、Cd和As复合污染土壤中单作或间作龙葵和大叶井口边草条件下,筛选出修复Pb-Cd-As复合污染土壤较好的种植方式为间作。进一步在间作方式下,研究了外源添加不同浓度EDDS（乙二胺二琥珀酸）、NTA（氨三乙酸）和EDTA（乙二胺四乙酸）对植物吸收Pb、Cd和As的影响。结果表明,间作显著促进了龙葵地上部对Cd的吸收量和大叶井口边草地上部对As的吸收量,间作龙葵地上部吸收Cd和大叶井口边草地上部吸收As含量分别是单作龙葵和大叶井口边草的1.3倍和1.4倍,说明间作龙葵和大叶井口边草比单作更有利于修复Pb-Cd-As复合污染土壤。间作条件下,大叶井口边草对螯合剂的耐性比龙葵更强。3、6、12mmol.kg-1EDTA能极显著增加土壤中Pb、Cd有效态含量,从而促进龙葵地上部对Pb吸收和大叶井口边草地上部对Pb、Cd吸收。EDTA比NTA具有更强的提高土壤Pb、Cd有效态的能力,但对土壤As有效态促进作用与EDTA相比,NTA效果极显著,1.5、3mmol.kg-1NTA处理极显著提高土壤As有效态含量及促进龙葵和大叶井口边草地上部对As吸收。     

间作对不同品种玉米和大叶井口边草吸收积累重金属的影响

采用土壤盆栽试验,研究砷（As）超积累植物大叶井口边草（PteriscreticaL.）与玉米品种云瑞6号（ZeamaysL.Yunrui6）、云瑞8号（ZeamaysL.Yunrui8）、云瑞88号（ZeamaysL.Yunrui88）间作对其吸收积累重金属的影响。结果表明,不同玉米品种对大叶井口边草的生物量都有一定的抑制作用,均不同程度地降低了其生物量。与玉米间作显著提高了大叶井口边草地上部和根部对As、Cd的吸收,同时显著降低了地上部对Pb的吸收,而地下部对Pb的吸收却有明显增加,尤其以云瑞8号的间作效应最显著。与单作相比,间作能显著提高玉米各器官重金属含量,只有云瑞88号的茎中As含量明显降低,由单作的310.89mg.kg-1降低至间作的145.86mg.kg-1。研究初步表明,大叶井口边草与云瑞8号间作可提高修复As、Cd、Pb污染土壤的效率。     

铜对大球盖菇抗氧化系统的影响

为了了解大球盖菇对铜胁迫的耐受和应答,进一步研究铜对大球盖菇的毒害机理及避免大球盖菇铜污染提供参考,通过液体培养试验研究了不同浓度铜（Cu）（0、50、100、200、400μmol.L-1）对大球盖菇可溶性糖、脯氨酸含量影响和过氧化物酶、过氧化氢酶活性影响。结果表明,随着基质Cu2＋浓度增加,菌丝体内的可溶性总糖和脯氨酸含量显著降低,当Cu2＋浓度达到400μmol.L-1时,其含量分别下降至对照组的24.03%和33.91%。过氧化物酶和过氧化氢酶活性呈先增加、后降低趋势,活性最大时的铜离子浓度分别是200μmol.L-1和100μmol.L-1。大球盖菇在铜胁迫下可溶性糖和脯氨酸含量没有像高等植物那样随铜浓度升高而先升高后下降的现象,过氧化物酶和过氧化氢酶活性的变化趋势与植物相同,但活性最高对应的铜浓度比植物偏低,二者说明大球盖菇对铜胁迫敏感,在栽培时应注意环境及基质的铜污染程度不能高于100μmol.L-1。     

干旱胁迫对台湾栾树幼苗生长和生理生化指标的影响

采用称量控水方法,设置正常供水（CK）、轻度干旱胁迫（LD）、中度干旱胁迫（MD）和重度干旱胁迫（SD）4种水分处理,研究不同程度干旱胁迫对1年生台湾栾树盆栽苗生长和生理生化指标的影响,探讨台湾栾树耐旱机制.研究发现：随干旱胁迫程度的加剧,台湾栾树幼苗高生长量和生物量逐渐降低,但根冠比显著提高;台湾栾树幼苗叶丙二醛浓度、可溶性糖及脯氨酸质量分数增加,K＋和Ca2质量分数在LD处理略有升高后缓慢下降,Mg2＋质量分数则只有轻微减少;而叶可溶性蛋白质质量分数及CAT、POD、SOD、APX等活性表现为先增加后降低的规律,且在MD处理均达到最大.结果表明：干旱胁迫下台湾栾树膜脂过氧化加剧和生长受到抑制,但其能通过提高抗氧化酶系统的活性和积累可溶性糖、脯氨酸及可溶性蛋白质等渗透调节物质来保护膜结构,使其保持正常的生理活动,从而表现出较强的抗旱能力.     

不同水分条件下沙漠豆生理指标的变化

运用常规的植物生理抗旱性测定方法,对引种植物沙漠豆在不同土壤水分梯度下叶片中的可溶性糖、可溶性蛋白质、脯氨酸以及过氧化氢酶（CAT）活性,超氧化物歧化酶（SOD）活性和过氧化物酶（POD）3种保护酶等指标的变化进行研究。结果表明：1）脯氨酸含量随干旱胁迫程度的增强逐渐升高,可溶性蛋白质先降低后升高,二者之间存在相互补偿关系,可溶性糖含量呈现先升高再降低的变化趋势,表现出渗透调节物质对干旱的调节作用;2）3种保护酶活性在不同水分处理过程中变化不同,CAT活性表现为升高,SOD在中度干旱水分条件下升高,至重度干旱水分条件下则降低,POD活性的变化与SOD活性变化相反,保护酶之间相互配合协同作用维持了沙漠豆叶片细胞膜的完整性;3）丙二醛浓度随干旱胁迫程度的增强而升高,表明沙漠豆随水分不足可以通过增加渗透调节物质含量、增强保护酶活性、提高抗氧化能力,来减轻干旱胁迫的伤害。     

铜胁迫对弯囊苔草（ Carex dispalata）生长和生理特性的影响

用水培方法研究了弯囊苔草在不同Cu^2＋浓度（1、5、25 mg·L^-1）胁迫下的生长特性和部分生理生化指标的变化。结果表明,不同Cu^2＋浓度胁迫下,弯囊苔草正常生长,但其生长特性表现出高浓度抑制的相关性, 高浓度下没有新生根。弯囊苔草叶片3种抗氧化酶活性都随胁迫时间的延长呈先上升再下降趋势。SOD在处理的第4 d达到峰值,且活性一直显著高于对照（P＜0.05）,3种Cu^2＋浓度处理下的峰值大小顺序为5 mg·L^-1＞25 mg·L^-1＞1 mg·L^-1。POD和CAT活性在处理第7 d达到峰值,POD活性峰值大小顺序为5 mg·L^-1＞1 mg·L^-1＞25 mg·L^-1;CAT活性峰值大小顺序为25 mg·L^-1＞5 mg·L^-1＞1 mg·L^-1。丙二醛（MDA）和可溶性糖含量都是随着胁迫时间的延长而上升,处理结束时的丙二醛（MDA）（r=0.988 0）和可溶性糖含量（r=0.951 2）与Cu^2＋浓度表现出正相关性。脯氨酸（Pro）含量随胁迫时间的延长也呈先上升后下降趋势,1 mg· L^-1和5 mg·L^-1 Cu^2＋浓度处理下脯氨酸（Pro）含量在处理第4 d达到最大值,25 mg·L^-1高浓度处理下脯氨酸（Pro）含量在处理第7 d达到最大值。叶绿素在5、25 mg·L^-1 Cu^2＋浓度处理下随胁迫时间的延长呈先上升后下降的趋势,1mg·L^-1Cu^2＋处理下的叶绿素含量不断上升,实验结束时各处理下叶片的叶绿素含量与处理浓度呈负相关。结果表明弯囊苔草能通过调节体内抗氧化酶活性来增强其抗氧化胁迫能力,这为其作为铜污染水体的修复植物提供了可能。     

太阳辐射减弱对冬小麦叶片光合作用膜脂过氧化及同化物累积的影响

为了探究气溶胶的太阳辐射减弱效应对农作物叶片生理特性及同化物累积的影响,以扬麦13为供试材料,在大田试验条件下系统研究了不同辐射减弱处理（100%、60%、40%、20%、15%）对冬小麦叶片光合作用、膜脂过氧化水平和同化物积累的影响。结果表明：太阳辐射减弱至自然光的60%-15%时,冬小麦叶片净光合速率减少15.8%-70.1%,光合色素的含量（叶绿素a、b和类胡萝卜素）显著提高,其中叶绿素b含量的增加最明显。太阳辐射减弱会抑制冬小麦叶片膜脂过氧化程度,减少细胞膜透性,且辐射减弱的程度越高,影响越大。当太阳辐射为自然光的60%-15%时,冬小麦叶片的可溶性糖含量比对照降低了32.22%-76.45%,可溶性蛋白含量降低了19.02%-48.12%,但总游离氨基酸含量比对照增加了47.46%-177.87%。上述结果表明,太阳辐射减弱后会减弱冬小麦光合作用,增加光合色素含量,抑制膜脂过氧化程度,从而导致作物体内同化物的累积受阻,糖类及蛋白质的含量显著降低,必然会影响作物的产量及品质形成。